La topologie fait référence à la propriété globale qui reste inchangée malgré des modifications locales continues. Une tasse de café et un beignet ne sont pas différents pour les mathématiciens car ils ont la même charge topologique. Les matériaux avec diverses charges topologiques présentent diverses propriétés. L’exploration des transitions de phase entre différents états topologiques ouvre des perspectives pour de nouveaux matériaux et une nouvelle physique.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Du Jiangfeng, le professeur Lin Yiheng et le professeur Luo Xiwang de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a observé expérimentalement les transitions de phase entre le triplement points dégénérés (TDP) avec différentes charges topologiques grâce à des simulations quantiques hautement contrôlables. L’étude a été publiée dans Lettres d’examen physique.
Les chercheurs ont effectué des simulations quantiques des transitions de phase topologiques entre les TDP dans les systèmes fermioniques. Grâce à un ion Be+ piégé à trois niveaux piloté par des champs de fréquence et de micro-ondes, un état quantique de spin-1 est obtenu. En ajustant les forces de couplage spin-tenseur-impulsion, les chercheurs ont observé les transitions de phase topologiques des états quantiques et ont mis en lumière les rôles importants joués par les tenseurs de spin.
Lors de la construction des systèmes d’ions piégés à plusieurs niveaux, l’équipe de recherche a développé diverses technologies pour étudier la physique des spins élevés. Ils ont prolongé le temps de cohérence d’un ordre de grandeur via le découplage dynamique. En outre, ils ont également réalisé des techniques de contrôle quantique rapide sur un système d’ions piégés à quatre niveaux grâce à des modèles analytiques. Ces efforts antérieurs ont jeté les bases de la recherche actuelle.
L’étude a ouvert la voie à l’exploration future de nouveaux phénomènes topologiques. L’examinateur a fait l’éloge et a noté que « … ce qui est important, le couplage spin-tenseur-impulsion pourrait être généré pour les systèmes de spin-1 et induire des phénomènes quantiques intrigants différents de ceux de spin-1/2. Ce travail est intéressant et importance. »
Plus d’information:
Mengxiang Zhang et al, Observation des transitions de phase topologiques induites par le tenseur de spin de points triplement dégénérés avec un ion piégé, Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.129.250501
Fourni par l’Université des sciences et technologies de Chine